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DE102010053849A1 - Telescopic steering column assembly - Google Patents

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DE102010053849A1 DE201010053849 DE102010053849A DE102010053849A1 DE 102010053849 A1 DE102010053849 A1 DE 102010053849A1 DE 201010053849 DE201010053849 DE 201010053849 DE 102010053849 A DE102010053849 A DE 102010053849A DE 102010053849 A1 DE102010053849 A1 DE 102010053849A1
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Dipl.-Ing. Born Christian
Dipl.-Ing. Karsten (FH) Braeuer
Dipl.-Ing. Hansen Detlef
Dipl.-Ing. Harms Torsten
Dipl.-Ing. Hebenstreit Axel
Dipl.-Ing. Kittler Holger
Dipl.-Ing. Maak Jan
Dipl.-Ing. Schwieger Marco
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Born Christian Dipl-Ing De
Braeuer Karsten Dipl-Ing (fh) De
HANSEN, DETLEF, DE
Harms Torsten Dipl-Ing De
Hebenstreit Axel Dipl-Ing De
Kittler Holger Dipl-Ing De
Maak Jan De
Schwieger Marco Dipl-Ing De
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Daimler AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine teleskopierbare Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug bereit. Die Lenksäulenanordnung weist ein Lenksäulengehäuse (1) auf, an dessen lenkradnahem Ende (1') ein äußeres Mantelrohr (8) angeordnet ist, das mit einem darin positionierten inneren Mantelrohr (3) einen Mantelrohrschiebesitz für eine Lenkspindelhülse (4), in der die Lenkspindel (2) aufgenommen ist, bereitstellt. Die Lenkspindelhülse (4) ist in dem inneren Mantelrohr (3) an dessen lenkradnahem Ende mittels eines ersten Lagers (6) gelagert ist, und die Lenkspindel (2) ist mit ihrem lenkradfernen Ende mittels eines zweiten Lagers, das ein Festlager (7) ist, in dem Lenkradgehäuse (1) gelagert. Die Lenksäulenanordnung weist ein drittes Lager (5) auf, das auf der Lenkspindelhülse (4) in dem inneren Mantelrohr (3) an dessen lenkradfernem Ende angeordnet ist, und das in Zusammenwirkung mit dem ersten Lager (6) die Lenkspindelhülse (4) axial verspannt.The present invention provides a telescopic steering column assembly for a motor vehicle. The steering column arrangement has a steering column housing (1), at the end (1 ') near the steering wheel, an outer jacket tube (8) is arranged, which, with an inner jacket tube (3) positioned therein, has a jacket tube sliding seat for a steering spindle sleeve (4) in which the steering spindle (2) is included. The steering spindle sleeve (4) is mounted in the inner casing tube (3) at its end near the steering wheel by means of a first bearing (6), and the steering spindle (2) is at its end remote from the steering wheel by means of a second bearing, which is a fixed bearing (7) , stored in the steering wheel housing (1). The steering column arrangement has a third bearing (5) which is arranged on the steering spindle sleeve (4) in the inner casing tube (3) at the end remote from the steering wheel and which, in cooperation with the first bearing (6), braces the steering spindle sleeve (4) axially ,

Description

Die Erfindung betrifft eine teleskopierbare Lenksäulenanordnung.The invention relates to a telescopic steering column assembly.

Bekanntermaßen werden in verstellbaren Sicherheitslenksäulen die Lenkspindeln zur Realisierung einer Längsverstellung teleskopierbar ausgebildet. Um dennoch eine hohe Steifigkeit der Lenksäule zu schaffen, werden die Lenkspindeln so gelagert, dass der erforderliche Schiebesitz abgestützt wird. Bekannte Lageranordnungen von Teleskopspindeln sehen dazu etwa vor, die Lenkspindeln mittels zweier Festlager, die sogenannte Rillen- oder Vierpunktlager sein können, zu lagern.As is known, in adjustable safety steering columns, the steering spindles are designed to be telescopic in order to realize a longitudinal adjustment. In order nevertheless to provide a high rigidity of the steering column, the steering spindles are mounted so that the required sliding seat is supported. Known bearing arrangements of telescopic spindles provide for instance to support the steering spindles by means of two fixed bearings, which may be so-called groove or four-point bearings.

Eine Sicherheitslenksäule, die eine nicht teleskopierbare Lenksäulenanordnung aufweist, die eine Lenkspindel umfasst, die beidenends gelagert ist, ist in der DE 198 03 200 B4 offenbart. Die dort beschriebene Fahrzeuglenksäule verfügt über ein inneres längliches Glied, die Spindelwelle, und ein äußeres längliches Glied, die Lenkspindelhülse, die die Lenkspindel umgibt, wobei die Lenkspindel in der Lenkspindelhülse mittels zweier auf den Enden der Lenkspindelwelle angeordneten Lagern in der Lenkspindelhülse abgestützt ist.A safety steering column having a non-telescopic steering column assembly comprising a steering shaft which is supported at both ends is shown in FIG DE 198 03 200 B4 disclosed. The vehicle steering column described therein has an inner elongate member, the spindle shaft, and an outer elongate member, the Lenkspindelhülse surrounding the steering shaft, wherein the steering shaft is supported in the Lenkspindelhülse by means of two arranged on the ends of the steering shaft shaft bearings in the Lenkspindelhülse.

Eine Sicherheitslenksäule, die teleskopierbar ist, wird in der DE 103 55 899 B3 offenbart: Die teleskopierbare Lenkspindel besteht aus einem lenkradnahen oberen Spindelteil und einem lenkradfernen unteren Spindelteil und ist in einem Mantelrohr mittels eines lenkradnahen oberen Lagers, das das obere Spindelteil am Mantelrohr abstützt, und mittels eines zweiten Lagers, das ein lenkradfernes unteres Lager ist und das das untere Spindelteil am Mantelrohr abstützt, drehbar gelagert. Das Mantelrohr hat dabei ein lenkradnahes oberes Rohrteil und ein lenkradfernes unteres Rohrteil. Die beiden Spindelteile und die beiden Rohrteile sind im Bereich eines Schiebesitzes ineinander gesteckt. Wie dort explizit ausgeführt ist, sollen das sogenannte obere Lager, das die Lenkspindelhülse am oberen Rohrteil abstützt, und die zweite Hülse, die das motorraumseitige Ende der Spindel am unteren Rohrteil abstützt, explizit als Festlager ausgebildet sein.A safety steering column, which is telescopic, is used in the DE 103 55 899 B3 discloses: The telescopic steering shaft consists of a steering wheel near upper spindle part and a steering wheel remote lower spindle part and is in a jacket tube by means of a steering wheel near upper bearing, which supports the upper spindle part on the casing tube, and by means of a second bearing, which is a steering wheel remote lower bearing and the lower spindle part supported on the casing tube, rotatably mounted. The jacket tube has a steering wheel near upper pipe part and a steering wheel remote lower pipe part. The two spindle parts and the two pipe parts are inserted into one another in the region of a sliding seat. As explicitly stated there, the so-called upper bearing, which supports the steering spindle sleeve on the upper tube part, and the second sleeve, which supports the engine-chamber-side end of the spindle on the lower tube part, should be designed explicitly as a fixed bearing.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, eine Lagerung einer Sicherheitslenksäule derart zu gestalten, dass die Lagerung bei Ausnutzung von Fertigungstoleranzen der Komponenten, die die Lenksäulenanordnung bilden, zu möglichst geringen oder gar keinen unerwünschten Spannungen führt, um ein möglichst niedriges Lenkmoment und Reibmoment zu ermöglichen.Based on this prior art, the task arises to make a storage of a safety steering column such that the storage leads to the lowest possible or no unwanted stresses when using manufacturing tolerances of the components that make up the steering column assembly to the lowest possible steering torque and To allow friction torque.

Diese Aufgabe wird durch die Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the steering column assembly having the features of claim 1.

Weiterbildungen der Lenksäulenanordnung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the steering column assembly are set forth in the subclaims.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen teleskopierbaren Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeugs weist ein Lenksäulengehäuse auf, an dessen lenkradnahem Ende ein äußeres Mantelrohr angeordnet ist. Dieses bildet mit einem darin positionierten inneren Mantelrohr einen Mantelrohrschiebesitz für die Lenkspindelhülse. In der Lenkspindelhülse ist die Lenkspindel aufgenommen. Die Lenkspindelhülse ist einmal in dem inneren Mantelrohr an dessen lenkradnahem Ende mittels eines ersten Lagers gelagert. Mit einem zweiten Lager wird die Lenkspindel an ihrem lenkradfernen Ende in dem Lenksäulengehäuse gelagert. Erfindungsgemäß ist nun ein drittes Lager vorgesehen, das auf der Lenkspindelhülse in dem inneren Mantelrohr sitzt. Dieses verspannt in Zusammenwirkung mit dem Lager, das in dem inneren Mantelrohr an dessen lenkradnahem Ende angeordnet ist, die Lenkspindelhülse axial. So wird vorteilhaft eine besonders hohe Steifigkeit der Lenksäule erhalten und es werden Verspannungen der Bauteile der Lenksäulenanordnung vermieden. Durch die Anordnung der beiden Lager innerhalb des inneren lenkradnahen Mantelrohrs wird die Lenkspindelhülse abgestützt.A first embodiment of the telescopic steering column arrangement according to the invention of a motor vehicle has a steering column housing, at whose end near the steering wheel an outer jacket tube is arranged. This forms, with an inner jacket tube positioned therein, a jacket tube sliding seat for the steering spindle sleeve. The steering spindle is accommodated in the steering spindle sleeve. The steering spindle sleeve is once stored in the inner casing tube at its end near the steering wheel by means of a first bearing. With a second bearing, the steering shaft is mounted at its end remote from the steering wheel in the steering column housing. According to the invention, a third bearing is now provided which sits on the steering spindle sleeve in the inner jacket tube. This clamps in cooperation with the bearing, which is arranged in the inner casing tube at its end near the steering wheel, the steering spindle sleeve axially. Thus, a particularly high rigidity of the steering column is advantageously obtained and it is possible to avoid tension of the components of the steering column assembly. The arrangement of the two bearings within the inner steering wheel near casing tube, the steering spindle sleeve is supported.

In einer weiteren Ausführungsform sind diese axial verspannend wirkenden Lager vorteilhaft Schrägkugellager. Da die Lenkspindelwelle an ihrem dem Motorraum zugewandten Ende in dem Lenksäulengehäuse mittels eines Festlagers gelagert wird, werden Fertigungstoleranzen im Schiebesitzbereich, also in dem Bereich, in dem die Lenkspindelwelle in die Lenkspindelhülse eintaucht, ausgeglichen, ebenso auch Verspannungen, die durch die beiden weiteren Lager hervorgerufen werden. Diese beiden weiteren Lager, die im inneren Mantelrohr angeordnet sind, bewirken jedoch eine hohe Steifigkeit und Eigenfrequenz der Lenksäule und erhöhen damit die Fahrsicherheit.In a further embodiment, these axially tensioning bearings are advantageous angular contact ball bearings. Since the steering shaft is mounted at its end facing the engine compartment in the steering column housing by means of a fixed bearing, manufacturing tolerances in the sliding seat area, ie in the area in which the steering shaft dips into the steering spindle sleeve, are compensated, as well as tensions caused by the two other camps become. However, these two further bearings, which are arranged in the inner jacket tube, cause a high rigidity and natural frequency of the steering column and thus increase driving safety.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt.These and other advantages will be set forth by the following description with reference to the accompanying figure.

Der Bezug auf die Figur in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figur ist lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.The reference to the figure in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. The figure is merely a schematic representation of an embodiment of the invention.

Die einzige Figur zeigt eine Seitenschnittansicht durch die erfindungsgemäße teleskopierbare Lenksäulenanordnung.The single FIGURE shows a side sectional view through the telescopic steering column assembly according to the invention.

Die dort gezeigte teleskopierbare Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Lenksäulengehäuse 1 mit einer Lageraufnahme 10, um in dem motornahen Abschnitt des Lenksäulengehäuses 1 die Lenkspindel 2 aufzunehmen. Diese ist mit ihrem lenkradfernen Ende mittels eines in der Lageraufnahme 10 angeordneten Festlagers 7, das etwa ein Rillen- oder Vierpunktlager sein kann, in dem Lenksäulengehäuse 1 gelagert. Die Lenkspindel 2 ist im Lenksäulengehäuse 1 auf motorabgewandter Seite des Festlagers 7 von einem Schließring 9 umgeben, welcher zur Lenkungsverriegelung gehört.The telescopic steering column assembly of a motor vehicle shown there comprises a steering column housing 1 with a bearing receiver 10 . in the motor near section of the steering column housing 1 the steering spindle 2 take. This is with her steering wheel remote end by means of a in the bearing receiver 10 arranged fixed camp 7 , which may be about a grooved or four-point bearing, in the steering column housing 1 stored. The steering spindle 2 is in the steering column housing 1 on motor side facing away from the fixed bearing 7 from a locking ring 9 surrounded, which belongs to the steering lock.

Unter Festlager wird dabei ein Lager verstanden, das die Lenkspindel 2 in zwei Translations-Freiheitsgraden fixiert, so dass die Lenkspindel 2 nicht senkrecht oder tangential verschoben werden kann. Drehungen der Lenkspindel 2 werden aber zugelassen.A fixed bearing is understood to be a bearing which is the steering spindle 2 fixed in two translational degrees of freedom, so that the steering spindle 2 can not be moved vertically or tangentially. Rotations of the steering spindle 2 but are allowed.

An dem lenkradnahen Abschnitt 1' des Lenksäulengehäuses 1 ist ein äußeres Mantelrohr 8 angeordnet, das mit einem darin positionierten inneren Mantelrohr 3 einen Mantelrohrschiebesitz für die Lenkspindelhülse 4, in der der motorraumferne Abschnitt der Lenkspindel 2 aufgenommen ist, bildet. Die Lenkspindelhülse 4 ist in dem inneren Mantelrohr 3 an dessen lenkradnahem Ende mittels eines ersten Lagers 6 und mittels eines dritten Lagers 5 gelagert, das auf der Lenkspindelhülse 4 in dem inneren Mantelrohr 3 an dessen lenkradfernem Ende angeordnet ist. Das erste und das dritte Lager 5, 6 sollen, anders als das Festlager, für Lagerungen konzipiert sein, die kombinierte Belastungen, also gleichzeitig wirkende Radial- und Axialbelastungen, aufnehmen können.At the steering wheel near section 1' of the steering column housing 1 is an outer jacket tube 8th arranged, with an inner casing tube positioned therein 3 a jacket tube sliding seat for the steering spindle sleeve 4 , in which the motor space remote section of the steering shaft 2 is included forms. The steering spindle sleeve 4 is in the inner jacket tube 3 at the end near the steering wheel by means of a first bearing 6 and by means of a third camp 5 stored on the steering spindle sleeve 4 in the inner jacket tube 3 is arranged at the steering wheel remote end. The first and the third camp 5 . 6 should, unlike the fixed bearing, be designed for bearings that can accommodate combined loads, so simultaneously acting radial and axial loads.

Besonders geeignet sind daher hierzu Schrägkugellager, deren axiale Tragfähigkeit mit der Größe des Berührungswinkels α zunimmt. Als Berührungswinkel wird der Winkel bezeichnet, den die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte zwischen Kugel und Laufbahnen mit der Radialebene einschließt und unter dem die Belastung von einer Laufbahn auf die andere übertragen wird. Durch die Schrägkugellager 5, 6 wird die Lenkspindelhülse 4 axial verspannt.Angular contact ball bearings whose axial load capacity increases with the size of the contact angle α are therefore particularly suitable for this purpose. The angle of contact is defined as the angle which the connecting line of the two contact points between the ball and the raceways encloses with the radial plane and under which the load is transmitted from one raceway to the other. Through the angular contact ball bearings 5 . 6 becomes the steering spindle sleeve 4 axially braced.

Damit stützen die beiden in dem inneren Mantelrohr 3 gelegenen Lager 5, 6 die Lenkspindelhülse 4 ab, während das Festlager 7 in dem Lenksäulengehäuses 1 die Lenkspindel 2 einenends abstützt und Fertigungstoleranzen der Lenkspindel 2 im Schiebesitzbereich ausgleicht und Verspannungen, die durch die beiden anderen Lager 5, 6 hervorgerufen werden, egalisiert.Thus, the two support in the inner casing 3 located camp 5 . 6 the steering spindle sleeve 4 off while the fixed camp 7 in the steering column housing 1 the steering spindle 2 one end supports and manufacturing tolerances of the steering shaft 2 in the sliding seat area compensates and tension caused by the other two bearings 5 . 6 caused, equalized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19803200 B4 [0003] DE 19803200 B4 [0003]
  • DE 10355899 B3 [0004] DE 10355899 B3 [0004]

Claims (3)

Teleskopierbare Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeugs, die ein Lenksäulengehäuse (1) aufweist, an dessen lenkradnahem Abschnitt (1') ein äußeres Mantelrohr (8) angeordnet ist, das mit einem darin positionierten inneren Mantelrohr (3) einen Mantelrohrschiebesitz für eine Lenkspindelhülse (4), in der die Lenkspindel (2) aufgenommen ist, bereitstellt, wobei die Lenkspindelhülse (4) in dem inneren Mantelrohr (3) an dessen lenkradnahem Ende mittels eines ersten Lagers (6) gelagert ist, und wobei die Lenkspindel (2) mit ihrem lenkradfernen Ende mittels eines zweiten Lagers, das ein Festlager (7) ist, in dem Lenkradgehäuse (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäulenanordnung ein drittes Lager (5) aufweist, das auf der Lenkspindelhülse (4) in dem inneren Mantelrohr (3) an dessen lenkradfernem Ende angeordnet ist, und das in Zusammenwirkung mit dem ersten Lager (6) die Lenkspindelhülse (4) axial verspannt.Telescopic steering column assembly of a motor vehicle, comprising a steering column housing ( 1 ), at the steering wheel near section ( 1' ) an outer jacket tube ( 8th ) is arranged, which with an inner jacket tube ( 3 ) a jacket tube sliding seat for a steering spindle sleeve ( 4 ), in which the steering spindle ( 2 ), wherein the steering spindle sleeve ( 4 ) in the inner jacket tube ( 3 ) at its end near the steering wheel by means of a first bearing ( 6 ) is mounted, and wherein the steering spindle ( 2 ) with its end remote from the steering wheel by means of a second bearing, which is a fixed bearing ( 7 ), in the steering wheel housing ( 1 ), characterized in that the steering column assembly is a third bearing ( 5 ), which on the steering spindle sleeve ( 4 ) in the inner jacket tube ( 3 ) is arranged at the steering wheel remote end, and in cooperation with the first bearing ( 6 ) the steering spindle sleeve ( 4 ) axially clamped. Teleskopierbare Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das dritte Lager (5, 6) Schrägkugellager sind.Telescopic steering column assembly according to claim 1, characterized in that the first and the third bearing ( 5 . 6 ) Angular contact ball bearings are. Teleskopierbare Lenksäulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlager (7) ein Rillen- oder Vierpunktlager ist.Telescopic steering column assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the fixed bearing ( 7 ) is a groove or four-point bearing.
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